쌍곡선의 존재 이유

쌍곡선(정확히는 쌍곡면)을 활용한 구조물은 수직 구조물보다 외부 힘에 보다 안정적으로 버틸 수 있다는 장점이 있습니다. 실제로 안정성을 중요시하는 원자력 발전소의 냉각탑의 경우 쌍곡선을 이용한다고 합니다.

우리나라에는 조선 17세기경에 제작된 신법지평일구라는 유물이 있습니다. 이는 서양의 영향을 받은 시계라는 뜻을 가지는데요, 기존에 쓰이던 해시계와는 다른 양식으로 만들어진 것이 특징입니다. 서양의 시간과 계절 개념을 가져와 이 둘을 읽을 수 있도록 했다는 특징을 가지고 있습니다. 모습은 이 영상에서 확인할 수 있습니다. https://www.youtube.com/watch?v=54RMYMqlNpI
둥글게 그려진 계절선과 그 위에 직선으로 그려진 시간선으로 나뉘어 있는 것을 볼 수 있습니다. 위의 뾰족한 구조물에서 진 그림자가 계절선과 맞닿는 부분을 읽어 계절을 확인할 수 있는데요, 여기서 계절선이 두 정점으로부터 거리의 차가 일정하다는 쌍곡선의 성질을 바탕으로 작도되었다고 합니다. 

우리나라에는 조선 17세기경에 제작된 신법지평일구라는 유물이 있습니다. 이는 서양의 영향을 받은 시계라는 뜻을 가지는데요, 기존에 쓰이던 해시계와는 다른 양식으로 만들어진 것이 특징입니다. 서양의 시간과 계절 개념을 가져와 이 둘을 읽을 수 있도록 했다는 특징을 가지고 있습니다. 모습은 이 영상에서 확인할 수 있습니다. https://www.youtube.com/watch?v=54RMYMqlNpI
둥글게 그려진 계절선과 그 위에 직선으로 그려진 시간선으로 나뉘어 있는 것을 볼 수 있습니다. 위의 뾰족한 구조물에서 진 그림자가 계절선과 맞닿는 부분을 읽어 계절을 확인할 수 있는데요, 여기서 계절선이 두 정점으로부터 거리의 차가 일정하다는 쌍곡선의 성질을 바탕으로 작도되었다고 합니다. 

우리나라에는 조선 17세기경에 제작된 신법지평일구라는 유물이 있습니다. 이는 서양의 영향을 받은 시계라는 뜻을 가지는데요, 기존에 쓰이던 해시계와는 다른 양식으로 만들어진 것이 특징입니다. 서양의 시간과 계절 개념을 가져와 이 둘을 읽을 수 있도록 했다는 특징을 가지고 있습니다. 모습은 이 영상에서 확인할 수 있습니다. https://www.youtube.com/watch?v=54RMYMqlNpI
둥글게 그려진 계절선과 그 위에 직선으로 그려진 시간선으로 나뉘어 있는 것을 볼 수 있습니다. 위의 뾰족한 구조물에서 진 그림자가 계절선과 맞닿는 부분을 읽어 계절을 확인할 수 있는데요, 여기서 계절선이 두 정점으로부터 거리의 차가 일정하다는 쌍곡선의 성질을 바탕으로 작도되었다고 합니다. 

우리나라에는 조선 17세기경에 제작된 신법지평일구라는 유물이 있습니다. 이는 서양의 영향을 받은 시계라는 뜻을 가지는데요, 기존에 쓰이던 해시계와는 다른 양식으로 만들어진 것이 특징입니다. 서양의 시간과 계절 개념을 가져와 이 둘을 읽을 수 있도록 했다는 특징을 가지고 있습니다. 모습은 이 영상에서 확인할 수 있습니다. https://www.youtube.com/watch?v=54RMYMqlNpI
둥글게 그려진 계절선과 그 위에 직선으로 그려진 시간선으로 나뉘어 있는 것을 볼 수 있습니다. 위의 뾰족한 구조물에서 진 그림자가 계절선과 맞닿는 부분을 읽어 계절을 확인할 수 있는데요, 여기서 계절선이 두 정점으로부터 거리의 차가 일정하다는 쌍곡선의 성질을 바탕으로 작도되었다고 합니다. 

우리가 흔히 사용하는 GPS와 같이, 위치를 측정할 때에도 쌍곡선이 사용되는 경우가 있습니다. 위치 측정 기술 중에 TDOA라는 방식의 경우 3개의 기지국에서 단말기로부터 오는 신호의 도달 시간의 차이를 이용하는데, 우리가 알다시피 2개의 기지국에 대해 단말기의 위치는 쌍곡선으로 나타납니다. 이 때, 쌍곡선을 이용하여 2개의 쌍곡선의 교점으로 위치를 계산한다고 합니다.

첨탑이라는 건축물에서도 쌍곡선을 이용한다고 합니다. 육각 연필을 연필깎기로 깎을 때 옆면과 깎인 부분 사이의 경계에서 생기는 곡선의 방정식을 이용합니다. 원뿔 면과, 원뿔의 축에 평행한 평면이 만나는 곳에 생기는 곡선을 연필 면을 따라 돌아가며 여섯 번 반복된 것이 쌍곡선이라고 합니다. 6개의 벽이 있는 탑의 벽면 윗부분을 쌍곡선으로 설계하고 깔대기를 뒤집은 모양의 지붕을 얹으면 이음새가 정확히 딱 맞게 된다고 합니다. 

쌍곡선을 주변에서 흔히 찾아보기 힘든 이유는 우리가 아무리 쌍곡선을 공부해서 알아도 실생활에서 절대만나지 않는 쌍곡선의 형태를 예측하기 힘들어서 이지 않아서 라는 생각이 드네요. 저도 실생활에서의 예를 찾아보다보니 조금 특이한 분야에서 쌍곡선이 쓰인다고 합니다. 위에 많은 답변들도 모두 특이한 생각이기도 하고 제가 찾은 것은 핵발전소의 발전탑 표면이 쌍곡선 구조를 갖춰 표면적을 넓히고 그에 따른 강화된 냉각효율을 가져오는등 조금 특이한 분야에 쓰이는 것이 확실한 것 같긴하네요.

쌍곡선을 이용한 건축물은  일반적인 직육면체 형태의 수직 건축물보다 외부의 힘을 안정적으로 버틸 수 있습니다. 따라서, 일본의 고베 타워와 같이 지반이 불안정한 곳에 고층 건물을 세울 때 활용된다고 합니다. 

쌍곡선 항법(Hyperbolic Navigation)이라는 방법을 통하여 세계대전에서 적의 대포의 위치를 파악했다는 내용을 읽은 적이 있습니다!